一、概況
抽油機是目前采油生產(chǎn)中的主要設(shè)備,其數(shù)量達10萬臺以上。電動機裝機總?cè)萘吭?000萬KW,年耗電量達百億度以上。抽油機用電量約占油田總用電量的40%,運行效率非常低,平均運行效率只有25%,功率因數(shù)低,電能浪費大。因此,抽油機節(jié)能潛力非常巨大,石油行業(yè)也是推廣“電機系統(tǒng)節(jié)能”的重點行業(yè)。
二.抽油機變頻改造的幾個好處
1、大大提高功率因數(shù),減小了供電電流,從而減小了電網(wǎng)及變壓器的負荷。
2、動態(tài)調(diào)整抽取速度,一方面節(jié)能,另一方面增加原油產(chǎn)量。
3、實現(xiàn)真正“軟起動”對電機變速箱抽油機,避免過大機械沖擊,延長設(shè)備使用壽命。
三.抽油機負載分析
1、國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的是游梁式豎井抽油機,它有三部分組成:
1)地面部分:由電動機、減速器和四連桿構(gòu)成;
2)井下部分:抽油泵(吸入閥、泵筒、柱塞和排油閥),它懸掛在套管中的下端;
3)抽油桿柱:連接地面抽油機和井下抽油泵的中間部分。
2、抽油機的電機負荷是按周期變化的,開始起動時,負荷很大,要求啟動轉(zhuǎn)矩很大。正常運行時負荷率很低,一般在20%左右,高時負荷率只有30%。電機的負荷曲線有2個峰值,分別為抽油機上、下沖程的“死點”。
未進行平衡的條件下,上、下沖程的負載極度不均衡,在上沖程時,需要提起抽油桿柱和液柱,電機需付出很大能量。在下沖程時,抽油桿柱對電機作功,使電機處于發(fā)電狀態(tài)。通常在抽油機的曲柄上加上平衡塊,消除上下沖程負載不平衡度。平衡塊調(diào)節(jié)較好,其發(fā)電狀態(tài)的時間和產(chǎn)生的能量就小,由于抽油載荷是每時每刻在變化,平衡配重,不可能隨抽油負荷作完全一致的變化,絕大部分抽油機配重嚴重不平衡,從而造成過大的沖擊電流,沖擊電流最大可能達到5倍的工作電流,甚至達到額定電流的3倍。調(diào)整好平衡配重,可降低沖擊電流是正常工作電流的1.5倍。
負載特性:恒速運行,由于配重,是變轉(zhuǎn)矩,變功率負載在一個循環(huán)周期內(nèi)有一次發(fā)電狀態(tài),起動力矩大、慣性大。在國內(nèi)油田使用的抽油機普遍存在的問題:運行時間長,“大馬拉小車”,效率低,耗能大,沖程和沖次調(diào)節(jié)不方便,有時存在空抽現(xiàn)象。
四.傳統(tǒng)抽油機變頻器改造的難點
抽油機變頻節(jié)能改造做了大量的嘗試,但都不太成功,主要問題是:
1)抽油機在一個工作循環(huán)中,有一次發(fā)電狀態(tài),尤其當(dāng)配重不平衡時,產(chǎn)生的“泵升電壓”很高,靠加大變頻器直流側(cè)電解電容和減小制動電阻值或增加回饋單元,都不能完全解決問題,并且隨著油層的變化,“泵升電壓”也在變化,也會對電網(wǎng)電壓造成污染。
2)抽油機起動需要較大的起動轉(zhuǎn)矩,如變頻器參數(shù)設(shè)置不當(dāng),容易造成過流或不能起動現(xiàn)象。
五.我司變頻器優(yōu)勢
1)采用基于全新算法的矢量控制軟件,電壓、電流控制相應(yīng)速度快、控制精度高,在機械裝置允許的情況下,極度不平衡的條件下,我司變頻器依然可以可以不加制動穩(wěn)定運行,完全滿足客戶現(xiàn)場需求。
2)全系采用英飛凌第四代模塊,過流、過載、過熱能力得到大幅度提高。
3)全新方案設(shè)計,體積更為小巧,相比老方案機器體積縮小三分之一(22KW以下標準內(nèi)置制動單元,30-110KW內(nèi)置可選)
4)參數(shù)設(shè)置簡單,開啟油田抽油機專用功能后,其它功能按標準設(shè)置,不用根據(jù)每臺抽油機的不同平衡度單獨設(shè)置參數(shù),客戶使用簡單方便。
六、現(xiàn)場視頻鏈接:
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